DE69308658T3 - Schneideinsatz für spanabhebende Bearbeitung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schneideinsatz für die spanabhebende Bearbeitung von metallischen Werkstücken und insbesondere auf dreieckige, quadratische, rhombische, rautenförmige oder andere Formen von Wendeschneideinsätzen, die an Werkzeughaltern verwendet werden. Die Grundform derartiger Schneideinsätze weist zwei gegenüberliegende obere und untere Seiten und eine umlaufende Wand auf, die sich zwischen jenen erstreckt, wobei die Schneidkanten durch den Übergang zwischen der oberen Fläche und der umlaufenden Wand des Einsatzes gebildet werden. Die obere Fläche des Einsatzes ist eine Spanfläche oder eine solche Fläche, die mit dem beim Schneidvorgang gebildeten Span in Kontakt kommt, und die umlaufende Wand ist bezüglich des Werkstückes eine Freifläche.
• Es ist generell wünschenswert, daß diese Einsätze eine Geometrie haben, welche die bei den Metallberarbeitungsvorgängen erforderliche Energie minimal machen, indem die Geometrie der erzeugten Späne kontrolliert bzw. gezielt eingestellt wird, und daß die den Span kontrollierende Geometrie des Einsatzes in der Lage ist, über einen weiten Bereich von Parametern, wie zum Beispiel der Schnittiefe oder Vorschubrate, die Späne zu kontrollieren bzw. in der gewünschten Form zu erzeugen.
• Typische Einsätze nach dem Stand der Technik, welche dem Anmelder bekannt sind, ergeben sich aus den US-Patenten 3,815,192, 3,973,308 und 4,787,784. Bei dem ersterwähnten Patent ist eine Mehrzahl von Vorsprüngen so beabstandet, daß Spanaufrollzonen dazwischen gebildet werden und in dem zweiten Patent ist eine Mehrzahl von Kerben so geformt worden, daß der Span über sie hinweg vorbeitreten oder gleiten konnte, ohne gebrochen oder wesentlich verformt zu werden. Das dritte und zuletzt erwähnte Patent entspricht dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Der Einsatz gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 festgelegt.
• Der Einsatz der vorliegenden Erfindung hat eine Spanfläche, die derart modifiziert ist, daß sie eine vorteilhaftere Form hat, um es so zu ermöglichen, daß Späne über einen größeren Bereich von Schnittiefe und Vorschub gebrochen und kontrolliert werden.
• Die Erfindung wird jetzt genauer beschrieben in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen, welche eine bevorzugte Ausführungsform des Einsatzes zeigen, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Ausführungsform offensichtlich werden.
• Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines wendbaren Schneideinsatzes, welcher die Erfindung verwirklicht,
• Fig. 2 ist eine Schnittansicht mit einem Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1,
• Fig. 3 ist eine Schnittansicht mit einem Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1, und
• Fig. 4 ist eine Schnittansicht mit einem Schnitt entlang der Linie C-C in Fig. 1.
• Gemäß Fig. 1 ist der dargestellte Schneideinsatz 10 aus einem harten, verschleißfesten Material hergestellt, wie zum Beispiel Hartmetall, und er ist mit im wesentlichen dreieckigen oberen und unteren Spanbrechflächen versehen, die durch Seitenwände 11 mit abgerundeten Ecken miteineinander verbunden sind, wobei die Seitenwände 11 senkrecht zu Ebenen verlaufen, welche die oberen und unteren Spanbrechflächen enthalten. Der Einsatz 10 weist weiterhin eine Mehrzahl von Schneidkanten 13 auf, die sich entlang aller Kanten des Einsatzes am Übergang der Seitenwände und der oberen und unteren Spanbrechflächen erstrecken. Jede Schneidkante 13 schließt an eine Schneidkantenfasenfläche 12 an, die sich von der Schneidkante aus nach innen erstreckt. Diese Fasenfläche 12 ist eben und senkrecht zu der Seitenwand 11. Die Fase ist so angeordnet, daß sie die Schneikante in schwierigen Bereichen verstärkt und den Kontakt zwischen Spänen und Schneidfläche vermindert, um den Verschleißeffekt der Kraterbildung zu verzögern.
• Eine geneigte oder abfallende Fläche 14a erstreckt sich von dem oberen inneren Rand jeder Fasenfläche 12 und schließt an einen ersten, ebenen Bodenabschnitt neben dem Eckbereich an, der parallel zur Bodenfläche des Schneideinsatzes ausgerichtet ist. Dieser Boden 15 ist länglich und erstreckt sich symmetrisch auf jeder Seite der Winkelhalbierenden der Ecke und im wesentlichen parallel zu der Schneidkante 13. Eine Einsatzöffnung 16, die senkrecht zu dem ebenen Bodenabschnitt 15a verläuft, ist im Zentrum des Einsatzes 10 für die Aufnahme eines geeigneten Verriegelungsstiftes vorgesehen, der verwendet wird, um den Einsatz an der Wand einer Tasche eines Werkzeughalters festzuklemmen.
• Der ebene Boden bzw. Grund 15a geht in eine geneigte Fläche 16 einer erhabenen Rippe 17 über, deren Oberfläche 18 eben ist und auf einem Niveau angeordnet ist, welches gleich dem Niveau der Fasenfläche 12 ist oder über diesem liegt. Die Rippe 17 ist länglich und wird begrenzt durch die erwähnten geneigten Flächen 16, die in Richtung der Ecke konvergieren, so daß die Winkelhalbierende entlang der Linie A-A die Rippe 17 in zwei gleiche Hälften teilt. In dem Zwischenabschnitt des Einsatzes, zwischen den Rippen 17 und zwei benachbarten Ecken befindet sich ein Vorsprung 19 mit einer oberen ebenen Fläche 20 in Form eines gleichseitigen Dreieckes, welcher den Zweck hat, bei größeren Schneidtiefen ein zusätzliches bzw. hilfsweises Spanbrechen zu bewirken. Ähnlich der Rippe 17 schließt der Vorsprung 19 an einen ebenen Grund 21 an, der eine gekrümmte Form am vorderen bzw. Nasenabschnitt des Vorsprunges hat als Folge der Ausrichtung des Dreieckes, welches so ausgerichtet ist, daß die Winkelhalbierende einer seiner Ecken sich senkrecht zu der Schneidkante 13 erstreckt.
• An dem vorderen Nasenabschnitt jeder Rippe 17 sind zwei im Abstand vorgesehene Vorsprünge 22 in der geneigten Fläche 16 der Rippe angeordnet, wobei ein ebener Bodenabschnitt 15b dazwischen angeordnet ist, und wobei dieser Bodenabschnitt 15b in derselben Ebene liegt wie der Bodenab schnitt 15a. Diese Vorspränge haben eine längliche Form, sie sind teilweise an der geneigt verlaufenden Oberfläche 16 angeordnet und wechselseitig zueinander parallel, wobei sie sich weiter über die gesamte Breite des ebenen Bodenabschnittes 15b in Richtung der Ecke des Einsatzes erstrecken. Die hinteren Abschnitte 23 der Vorsprünge 22 divergieren jedoch, während sie sich einwärts in Richtung des Zentrums des Einsatzes erstrecken. Die obere Fläche jedes der Vorsprünge 22 ist im wesentlichen flach und jeder von ihnen wird durch geneigte, abfallende Flächen begrenzt.
• Die obere Fläche der Vorsprünge 22 liegt auf einem Niveau, welches gleich dem Niveau der Fasenfläche 12 ist oder unter diesem liegt, welche sich um den Einsatz herum erstreckt. Weiterhin ist die obere Fläche der im Abstand vorgesehenen Vorsprünge 22 auf einem Niveau angeordnet, welches gleich dem Niveau der oberen Fläche 18 der länglichen Rippe 17 ist oder unter diesem liegt. Die längliche Rippe 17 ist mit einer Länge versehen, die die Länge der im Abstand vorgesehenen Vorsprünge um ein Mehrfaches übersteigt.
• Indem zwei im Abstand vorgesehene Vorsprünge 22 an dem vorderen Nasenendabschnitt der länglichen Rippe 17 vorgesehen sind, tritt das anfängliche Spanbrechen an ihnen während eines leichten Schneidens, d. h. mit kleinen Schnittiefen und moderatem Vorschub, auf. Wenn Schnittiefe und Vorschub vergrößert werden, verändert sich der Scherwinkel des Spanes. Diese im Abstand angeordneten Vorsprünge 22 beeinflussen daher nicht in negativer Weise das Spanbrechen bei einer vergrößerten Schnittiefe und einem vergrößerten Vorschub, da die längliche Rippe sicherstellt, daß unter diesen Bedingungen ein angemessenes Spanbrechen stattfindet. Dank dieser Anordnung wird ein größerer Bereich der kontrollierten Spanbrechung bei sich variierenden Schnittiefen und Vorschüben erreicht.

Claims (6)

1. Schneideinsatz für die spanende Bearbeitung von metallischen Werkstücken, in der Form eines polygonalen Körpers aus einem verschleißfesten Material, mit gegenüberliegenden oberen und unteren Flächen und einer Mehrzahl von umlaufenden Wänden (11), die sich dazwischen erstrecken, wobei die Schneidkanten (13) durch den Übergang zwischen den Umfangswänden und zumindest einer der oberen und unteren Flächen gebildet werden, eine Fasenfläche (12) an die Schneidkante anschließt und sich in Richtung des Zentrums des Einsatzes erstreckt, eine Anzahl von beabstandeten Vorsprüngen (17, 19) innerhalb einer abfallenden Fläche (14a, 14b) beabstandet zu den Schneidkanten vorgesehen sind, um dazwischen Aufrollzonen zu bilden, wobei die abfallende Fläche auf der einen Seite an den inneren Rand des Fasenflächenbereiches (12) anschließt und auf der anderen Seite an einen Bodenflächenbereich (15a, 15b), der dann an eine sich aufwärts geneigt erstreckende Fläche (16) eines der beabstandeten Vorsprünge anschließt, welche die Form einer länglichen Rippe (17) haben, welche sich in Richtung der Ecke des Einsatzes und in Richtung der Winkelhalbierenden erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Vorsprünge (22) bezüglich der länglichen Rippe (17) symmetrisch am Übergang zwischen der aufwärts geneigten Endfläche der länglichen Rippe (17) und dem Bodenflächenbereich (15a, 15b) angeordnet sind, wobei die Vorsprünge (22) teilweise auf der geneigten Fläche (16) angeordnet sind.

2. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Vorsprünge (22) länglich und im wesentlichen gerade sind und eine solche Orientierung haben, daß die hinteren Abschnitte der Vorsprünge in Richtung auf das Zentrum des Einsatzes voneinander weg divergieren.

3. Schneideinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden getrennten Vorsprünge (22) jeweils durch eine flache obere Fläche und geneigte abfallende Flächen auf ihren beiden Seiten begrenzt werden, welche an den Bodenflächenbereich (15a, 15b) anschließen.

4. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche (18) der länglichen Rippe (17), welche sich in Richtung der Ecke in Richtung der Winkelhalbierenden erstreckt, eben ist und auf einem Niveau angeordnet ist, welches gleich dem Niveau der oberen Fläche der beiden getrennten Vorsprünge (22) an dem Nasenabschnitt der länglichen Rippe oder oberhalb desselben angeordnet ist.

5. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveau der oberen Fläche der beiden getrennten Vorsprünge (22) an dem Nasenabschnitt der längli chen Rippe (17) auf einem Niveau angeordnet ist, welches gleich dem Niveau der Fasenfläche (12) oder unter diesem ist, welche sich um den Einsatz herum erstreckt.

6. Schneideinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Rippe (17), die entlang der Winkelhalbierenden in jedem Eckbereich angeordnet ist, mit einer Länge bereitgestellt wird, welche die Länge der beiden getrennten Vorsprünge (22) übersteigt.